Nghiên cứu ảnh hưởng của một số chất kích thích sinh trưởng đến khả năng tái sinh chồi, nhân nhanh và ra rễ của cây Gừng Núi Đá (Zingiber purpureum Roscoe).

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM



PHẠM THỊ THỦY



Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ CHẤT KÍCH THÍCH
SINH TRƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG TÁI SINH CHỒI,
NHÂN NHANH VÀ RA RỄ CỦA CÂY GỪNG NÚI ĐÁ
(Zingiber purpureum Roscoe)



KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC






Hệ đào tạo: Chính quy
Chuyên ngành: Công nghệ Sinh học
Khoa: CNSH-CNTP
Khóa học: 2010-2014

Thái Nguyên, 2014
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM



PHẠM THỊ THỦY



Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ CHẤT KÍCH THÍCH
SINH TRƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG TÁI SINH CHỒI,
NHÂN NHANH VÀ RA RỄ CỦA CÂY GỪNG NÚI ĐÁ
(Zingiber purpureum Roscoe)



KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo: Chính quy
Chuyên ngành: Công nghệ Sinh học
Khoa: CNSH-CNTP
Khóa học: 2010-2014
Giảng viên hướng dẫn: 1. PGS.TS. Ngô Xuân Bình
Khoa CNSH-CNTP - Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên
2. CN. Vi Đại Lâm
Khoa CNSH-CNTP - Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên




Thái Nguyên, năm 2014

Lời cảm ơn

Được sự đồng ý của Ban Giám hiệu nhà trường, Ban Chủ nhiệm khoa Công
nghệ Sinh học-Công nghệ Thực phẩm, trong thời gian thực tập em đã tiến hành thực
hiện đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của một số chất kích thích sinh trưởng đến
khả năng tái sinh chồi, nhân nhanh và ra rễ của cây Gừng Núi Đá (Zingiber
purpureum Roscoe)”.
Kết thúc thời gian thực tập tại Phòng Thí nghiệm Khoa Công nghệ Sinh học-
Công nghệ Thực phẩm, đến nay em đã hoàn thành đề tài tốt nghiệp. Để đạt được kết
quả như ngày hôm nay, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban Giám hiệu
Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, Ban Chủ nhiệm Khoa Công nghệ Sinh
học-Công nghệ Thực phẩm cùng các thầy cô giáo trong Khoa đã tạo điều kiện tốt
nhất cho em trong suốt thời gian thực tập.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo Ngô Xuân Bình và cô giáo
Nguyễn Thị Tình đã tận tình chỉ bảo, giúp đỡ và hướng dẫn em trong thời gian thực
hiện đề tài.

Em xin cảm ơn thầy giáo Vi Đại Lâm và kĩ sư Nguyễn Văn Hiền đã tạo điều
kiện tốt cho em trong quá trình tiến hành và hoàn thành khóa luận.
Cuối cùng, em xin cám ơn gia đình đã tạo điều kiện vật chất tốt nhất có thể và
luôn là chỗ dựa tinh thần cho em trong quá trình thực tập; cảm ơn bạn bè đã giúp đỡ
em trong thời gian vừa qua.
Do thời gian thực hiện đề tài có hạn nên không thể tránh được còn nhiều thiếu
sót, em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến chân thành từ các thầy cô và các
bạn để đề tài được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, tháng 5 năm 2014
Sinh viên


Phạm Thị Thủy
DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Thành phần trong 100 g phần củ ăn được của gừng 6

Bảng 2.2. Diện tích, năng suất, sản lượng của Gừng trên thế giới qua một
số năm (2006-2012) 8

Bảng 2.3. Diện tích và sản lượng trồng gừng của một số quốc gia giai
đoạn 2010-2012 9

Bảng 2.4. Tổng giá trị xuất khẩu gừng của một số quốc gia giai đoạn
2008-2011 9

Bảng 2.5. Khối lượng và giá trị nhập khẩu gừng của một số quốc gia qua
các năm (2004-2011) 10

Bảng 2.6. Tổng khối lượng và giá trị xuất khẩu gừng của Việt Nam qua

các năm (2000-2011) 11

Bảng 2.7. Các nguyên tố đa lượng và dạng sử dụng chính 14

Bảng 4.1. Kết quả ảnh hưởng của GA
3
đến khả năng tái sinh chồi của cây
Gừng Núi Đá (sau 20 ngày) 28

Bảng 4.2. Kết quả ảnh hưởng của GA
3
kết hợp với BA đến khả năng tái
sinh chồi của cây Gừng Núi Đá (sau 20 ngày) 31

Bảng 4.3. Kết quả ảnh hưởng của GA
3
kết hợp với NAA đến khả năng tái
sinh chồi của cây Gừng Núi Đá (sau 20 ngày) 34

Bảng 4.4. Kết quả ảnh hưởng của BA đến khả năng nhân nhanh của cây
Gừng Núi Đá (sau 40 ngày) 36

Bảng 4.5. Kết quả ảnh hưởng của Kinetin đến khả năng nhân nhanh chồi
của cây Gừng Núi Đá (sau 40 ngày) 39

Bảng 4.6. Kết quả ảnh hưởng của NAA đến khả năng ra rễ của cây Gừng
Núi Đá (sau 30 ngày) 41

Bảng 4.7. Kết quả ảnh hưởng của NAA kết hợp với BA đến khả năng ra
rễ của cây Gừng Núi Đá (sau 30 ngày) 44

DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1. Một số hình ảnh của cây Gừng Núi Đá 5

Hình 4.1. Ảnh hưởng của GA
3
đến khả năng tái sinh chồi của cây Gừng
Núi Đá (sau 20 ngày) 29

Hình 4.2. Ảnh hưởng của GA
3
kết hợp với BA đến khả năng tái sinh chồi
của cây Gừng Núi Đá (sau 20 ngày) 33

Hình 4.3. Ảnh hưởng của GA
3
kết hợp với NAA đến khả năng tái sinh
chồi của cây Gừng Núi Đá (sau 20 ngày) 35

Hình 4.4. Ảnh hưởng của BA đến khả năng nhân nhanh của cây Gừng
Núi Đá (sau 40 ngày) 37

Hình 4.5. Ảnh hưởng của Kinetin đến khả năng nhân nhanh cây Gừng
Núi Đá (sau 40 ngày) 40

Hình 4.6. Ảnh hưởng của NAA đến khả năng ra rễ của cây Gừng Núi Đá
(sau 30 ngày) 43

Hình 4.7. Ảnh hưởng của NAA kết hợp với BA đến khả năng ra rễ của

cây Gừng Núi Đá (sau 30 ngày) 46

DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT

2,4 D : 2,4 Diclorophenoxy acetic acid
BA : 6-Benzylaminopurine
Cs : Cộng sự
CT : Công thức
CV : Coeficient of Variation
Đ/c : Đối chứng
GA
3
: Gibberellic acid
IAA : Indole-3-acetic acid
IBA : Indole butyric acid
Kinetin : 6-Furfurylaminopurine
LSD : Least Singnificant Difference Test
MS : Murashige & Skoog (1962)

MT : Môi trường
NAA : α-naphthalene acetic acid
TDZ : Thidiazuron

MỤC LỤC

MỤC LỤC 7

Phần 1. MỞ ĐẦU 1

1.1. Đặt vấn đề 1

1.2. Mục đích của đề tài 2

1.3. Yêu cầu của đề tài 2

1.4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài 2

Phần 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.1. Giới thiệu chung về chi Gừng (Zingiber) 3

2.1.1. Nguồn gốc và phân loại 3

2.1.1.1. Nguồn gốc 3

2.1.2. Đặc điểm thực vật học 3

2.1.3. Giới thiệu về cây Gừng Núi Đá (Zingiber purpureum Roscoe) 4

2.1.4. Giá trị của một số loài cây thuộc chi Gừng (Zingiber) 5

2.1.4.1. Giá trị dinh dưỡng 5

2.1.4.2. Giá trị kinh tế 6

2.1.4.3. Giá trị y học 6

2.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ Gừng trên thế giới và Việt Nam 7

2.2.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ gừng trên thế giới 7

2.2.1.1. Tình hình sản xuất gừng trên thế giới 7

2.2.2.2. Tình hình tiêu thụ gừng trên thế giới 9

2.2.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ gừng ở Việt Nam 10

2.2. Khái niệm và cơ sở khoa học của nuôi cấy mô-tế bào thực vật 11

2.2.1. Khái niệm 11

2.2.2. Cơ sở khoa học của nuôi cấy mô-tế bào thực vật 12

2.2.2.1. Tính toàn năng của tế bào 12

2.2.2.2. Sự phân hóa tế bào 12

2.2.2.3. Sự phản phân hóa tế bào 12

2.3. Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nuôi cấy mô tế bào thực vật 13

2.3.1. Vật liệu nuôi cấy 13

2.3.2. Điều kiện nuôi cấy 13

2.3.3. Môi trường dinh dưỡng 13

2.3.3.1. Nguồn Cacbon 14

2.3.3.2. Các nguyên tố khoáng đa lượng, vi lượng 14

2.3.3.3. Vitamin 15

2.3.3.4. Các chất hữu cơ tự nhiên 15

2.3.3.5. Các thành phần khác 15

2.3.3.6. pH của môi trường 15

2.3.3.7. Các chất điều hòa sinh trưởng 16

2.4. Tình hình nghiên cứu một số cây thuộc chi Gừng (Zingiber) trên thế
giới và ở Việt Nam 17

2.4.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới 17

2.4.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam 19

Phần 3. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21

3.1. Vật liệu, hóa chất và thiết bị nghiên cứu 21

3.1.1. Vật liệu 21

3.1.2. Hóa chất sử dụng 21

3.1.3. Thiết bị nghiên cứu 21

3.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu 21

3.2.1. Địa điểm nghiên cứu 21

3.2.2. Thời gian nghiên cứu 21

3.3. Nội dung nghiên cứu 22

3.3.1. Nội dung 1: Nghiên cứu ảnh hưởng của một số chất kích thích sinh
trưởng (GA
3
, BA, NAA) đến khả năng tái sinh chồi của cây Gừng Núi Đá
(Zingiber purpureum Roscoe) 22

3.3.2. Nội dung 2: Nghiên cứu ảnh hưởng của một số chất kích thích sinh
trưởng (BA, Kinetin) đến khả năng nhân nhanh của cây Gừng Núi Đá
(Zingiber purpureum Roscoe) 22

3.3.3. Nội dung 3: Nghiên cứu ảnh hưởng của một số chất kích thích sinh
trưởng (NAA, BA) đến khả năng ra rễ của cây Gừng Núi Đá (Zingiber
purpureum Roscoe) 22

3.4. Phương pháp nghiên cứu 22

3.4.1. Phương pháp tạo vật liệu vô trùng 22

3.4.2. Phương pháp nghiên cứu nội dung 1: Nghiên cứu ảnh hưởng của
một số chất kích thích sinh trưởng (GA
3
, BA, NAA) đến khả năng tái sinh
chồi của cây Gừng Núi Đá (Zingiber purpureum Roscoe) 23

3.4.2.1. Thí nghiệm 1: Nghiên cứu ảnh hưởng của GA
3
đến khả năng tái
sinh chồi của cây Gừng Núi Đá 23

3.4.2.1. Thí nghiệm 2: Nghiên cứu ảnh hưởng của GA
3
kết hợp với BA đến
khả năng tái sinh chồi của cây Gừng Núi Đá 24

3.4.2.3. Thí nghiệm 3: Nghiên cứu ảnh hưởng của GA
3
kết hợp với NAA
đến khả năng tái sinh chồi của cây Gừng Núi Đá 24

3.4.3. Phương pháp nghiên cứu nội dung 2: Nghiên cứu ảnh hưởng của
một số chất kích thích sinh trưởng (BA, Kinetin) đến khả năng nhân nhanh
của cây Gừng Núi Đá (Zingiber purpureum Roscoe) 24

3.4.3.1. Thí nghiệm 4: Nghiên cứu ảnh hưởng của BA đến khả năng nhân
nhanh chồi của cây Gừng Núi Đá 25

3.4.3.2. Thí nghiệm 5: Nghiên cứu ảnh hưởng của Kinetin đến khả năng
nhân nhanh chồi của cây Gừng Núi Đá 25

3.4.4. Phương pháp nghiên cứu nội dung 3: Nghiên cứu ảnh hưởng của
một số chất kích thích sinh trưởng (NAA, BA) đến khả năng ra rễ của cây
Gừng Núi Đá (Zingiber purpureum Roscoe) 26

3.4.4.1. Thí nghiệm 6: Nghiên cứu ảnh hưởng của NAA đến khả năng ra rễ

của cây Gừng Núi Đá. 26

3.4.4.2. Thí nghiệm 7: Nghiên cứu ảnh hưởng của NAA kết hợp với BA đến
khả năng ra rễ của cây Gừng Núi Đá. 26

3.5. Phương pháp đánh giá và xử lý số liệu 27

Phần 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 28

4.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của một số chất kích thích sinh trưởng đến
khả năng tái sinh chồi của cây Gừng Núi Đá 28

4.1.1. Kết quả ảnh hưởng của GA
3
đến khả năng tái sinh chồi của cây
Gừng Núi Đá (Zingiber purpureum Roscoe) 28

4.1.2. Kết quả ảnh hưởng của GA
3
kết hợp với BA đến khả năng tái sinh
chồi của cây Gừng Núi Đá (Zingiber purpureum Roscoe) 31

4.1.3. Kết quả ảnh hưởng của GA
3
kết hợp với NAA đến khả năng tái sinh
chồi của cây Gừng Núi Đá (Zingiber purpureum Roscoe) 33

4.1.4. Kết quả ảnh hưởng của BA đến khả năng nhân nhanh của cây Gừng
Núi Đá (Zingiber purpureum Roscoe) 36

4.1.5. Kết quả ảnh hưởng của Kinetin đến khả năng nhân nhanh của cây
Gừng Núi Đá (Zingiber purpureum Roscoe) 38

4.1.6. Kết quả ảnh hưởng của NAA đến khả năng ra rễ của cây Gừng Núi
Đá (Zingiber purpureum Roscoe) 41

4.1.7. Kết quả ảnh hưởng của NAA kết hợp với BA đến khả năng ra rễ của
cây Gừng Núi Đá (Zingiber purpureum Roscoe) 44

Phần 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 47

5.1. Kết luận 47

5.2. Đề nghị 47

TÀI LIỆU THAM KHẢO 48

Tài liệu Tiếng Việt 48

Tài liệu Tiếng Anh 49


1

Phần 1

MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề

Từ bao đời nay, ông cha ta đã biết sử dụng nguồn thảo dược trong tự nhiên để

phòng trị nhiều bệnh. Nhưng do nhu cầu của con người, ngày nay nguồn dược liệu
này đang bị khai thác quá mức và đứng trước nguy cơ cạn kiệt. Do đó việc bảo tồn,
duy trì và đảm bảo nguồn dược liệu cung ứng cho thị trường là một nhu cầu rất cấp
thiết. Việc áp dụng các kỹ thuật Công nghệ sinh học, đặc biệt là nhân giống in vitro
các cây dược liệu là một trong những biện pháp đem lại hiệu quả và bước đầu đã có
những kết quả khả quan, áp dụng vào thực tiễn đời sống. Cây thuộc họ Gừng
(Zingiberaceae family) là một trong số những cây dược liệu được nghiên cứu. Cây
Gừng Núi Đá (Zingiber purpureum Roscoe) là một loài cây mới có giá trị về kinh tế
và y dược, tuy nhiên số lượng cây trong tự nhiên đang bị suy giảm nhanh chóng do
sự khai thác bừa bãi [10].
Những cây sinh sản bằng thân rễ nằm dưới đất như gừng thì việc nhân giống
theo phương pháp truyền thống bằng hạt, củ… là phương pháp thông thường tuy
nhiên có nhiều hạn chế: Hệ số nhân thấp, thân rễ dễ bị biến đổi và chết trong quá
trình sinh trưởng kéo dài, việc nhân giống gặp khó khăn do số lượng hoa và hạt ít,
hiệu quả nhân của các thế hệ sau bị giảm sút; mặt khác, cây dễ bị tấn công bởi
những tác nhân gây bệnh như Pythium spp. gây bệnh thối củ gừng, vi khuẩn gây
héo Ralstonia solanacearum…Sử dụng kĩ thuật nhân giống in vitro có ưu điểm là sẽ
tạo ra nguồn vật liệu sạch bệnh, cung cấp nguồn giống chất lượng tốt, đồng thời góp
phần bảo tồn nguồn gen cây dược liệu nói chung…[39]. Đã có một số nghiên cứu
về quy trình nhân giống in vitro Gừng cũng như những cây thuộc chi Zingiber [21],
[25], [35], [40], [43]. Trong quá trình nhân giống in vitro, thành phần môi trường và
điều kiện ngoại cảnh có thể được điều chỉnh để đạt được mục đích nuôi cấy. Trong
đó, thành phần và hàm lượng chất điều hòa sinh trưởng là một trong những yếu tố
được quan tâm nhất.
Xuất phát từ tình hình thực tiễn, tôi tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu
ảnh hưởng của một số chất kích thích sinh trưởng đến khả năng tái sinh chồi,
nhân nhanh và ra rễ của cây Gừng Núi Đá (Zingiber purpureum Roscoe)”.

2

1.2. Mục đích của đề tài
Bước đầu xác định được ảnh hưởng của một số chất kích thích sinh trưởng đến
khả năng tái sinh chồi, nhân nhanh và ra rễ của cây Gừng Núi Đá bằng phương
pháp in vitro.
1.3. Yêu cầu của đề tài
- Xác định được ảnh hưởng của một số chất kích thích sinh trưởng (GA
3
, BA,
NAA) đến quá trình tái sinh chồi của cây Gừng Núi Đá (Zingiber
purpureum Roscoe).
- Xác định được ảnh hưởng của một số chất kích thích sinh trưởng (BA,
Kinetin) đến khả năng nhân nhanh của cây Gừng Núi Đá (Zingiber
purpureum Roscoe).
- Xác định được ảnh hưởng của một số chất kích thích sinh trưởng (NAA, BA)
đến khả năng ra rễ của cây Gừng Núi Đá (Zingiber purpureum Roscoe).
1.4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
-Ý nghĩa khoa học của đề tài:
Quá trình nghiên cứu sẽ đánh giá được ảnh hưởng của một số chất kích thích
sinh trưởng đến khả năng tái sinh chồi, nhân nhanh và ra rễ của cây Gừng Núi Đá.
Nghiên cứu góp phần xây dựng và hoàn thiện kỹ thuật nhân giống cây Gừng
Núi Đá bằng phương pháp in vitro.
Kết quả nghiên cứu góp phần phát triển việc nghiên cứu kỹ thuật nhân giống in
vitro cây dược liệu nói chung.
-Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Kết quả nghiên cứu sẽ giúp xác định ảnh hưởng của một số yếu tố đến quy
trình nhân giống cây Gừng Núi Đá bằng phương pháp in vitro, là cơ sở cho những
nghiên cứu về sau.
Góp phần bảo tồn và nhân giống cây Gừng Núi Đá-một trong những loại cây
dược liệu địa phương có giá trị, tạo ra nguồn cây giống đồng đều với số lượng lớn,
đảm bảo chất lượng cung cấp cho sản xuất và thị trường tiêu thụ.

3

Phần 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Giới thiệu chung về chi Gừng (Zingiber)
2.1.1. Nguồn gốc và phân loại
2.1.1.1. Nguồn gốc
Các cây thuộc chi Gừng (Zingiber) là một trong số những loại gia vị quan
trọng và được sử dụng phổ biến nhất trên thế giới. Hiện nay vẫn chưa xác định được
cụ thể trung tâm phát sinh của gừng. Tuy nhiên, có giả thuyết cho rằng gừng bắt
nguồn từ khu vực Đông Nam Á. Hiện nay, các cây thuộc chi Zingiber chủ yếu phân
bố ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt của cả 2 bán cầu [39].
2.1.1.2. Phân loại
Theo Hoàng Thị Sản (2006) [13], chi Gừng được phân loại:
Giới (Kingdom): Thực vật (Plantae)
Ngành (Phylum): Thực vật Hạt kín (Angiospermatophyta) hay Ngọc lan
(Magnoliophyta)
Lớp (Class): Một Lá mầm (Monocotyledonae) hay lớp Hành (Liliopsida)
Bộ (Order): Gừng (Zingiberales)
Họ (Family): Gừng (Zingiberaceae)
Chi (Genus): Zingiber
2.1.2. Đặc điểm thực vật học
Các cây thuộc họ Gừng (Zingiberaceae) thường có thân rễ lớn, phân nhánh,
chứa nhiều chất dự trữ. Lá gồm bẹ dài ôm lấy nhau tạo thành thân giả, cuống ngắn,
phiến lớn, giữa cuống và bẹ lá có phần phụ gọi là lưỡi nhỏ. Thân lá thường có mùi
thơm. Hoa không đều, đài tràng hình ống, tràng chia làm 3 thùy, thùy giữa lớn hơn
2 thùy bên. Có một nhị sinh sản (ở vòng trong) với 2 bao phấn lớn; một cánh môi
hình bản lớn, màu sắc sặc sỡ, do 3 nhị ghép lại và biến đổi tạo thành, nằm đối diện

với nhị sinh sản. Hoa bầu dưới gồm 3 ô, mỗi ô chứa nhiều noãn. Vòi nhụy chui qua
khe hở giữa 2 bao phấn và lộ ra ngoài. Quả dạng nang, đôi khi là quả mọng. Hạt có

4

nội nhũ và ngoại nhũ. Họ Gừng (Zingiberaceae) có khoảng 45 chi với hơn 1300
loài [13].
Theo các nghiên cứu gần đây thì họ Gừng ở Việt Nam có 19 chi với khoảng
136-145 loài. Trong đó các cây thuộc chi Zingiber Boehm có các đặc điểm chung
sau: Là cây thân thảo cao từ 2-3m. Cụm hoa hình nón hẹp, mọc từ thân rễ sát mặt
đất hay trên ngọn thân có lá. Đặc điểm dễ nhận biết nhất là 2 mép phần tiếp nối giữa
cuống lá và bẹ lá giống như khuỷu (đầu gối), toàn cây thường có mùi hắc. Trong tự
nhiên cây thường mọc ở ven suối, dưới tán rừng, ven đồi, nhiều loài được trồng.
Trên thế giới có khoảng 150 loài, chủ yếu phân bố ở vùng Châu Á nóng ẩm. Ở Việt
Nam có 14-17 loài [1], [2].
2.1.3. Giới thiệu về cây Gừng Núi Đá (Zingiber purpureum Roscoe)
Loài Gừng Núi Đá hay còn gọi là Gừng Tía, Gừng Dại (Zingiber purpureum
Roscoe) là loài thân thảo, cao khoảng 2m, thân rễ lớn, mùi nồng; lá không cuống,
hình thuôn gốc tròn, đầu thót nhọn, mặt trên nhẵn, mặt dưới hơi có lông; lưỡi bẹ có
dạng vảy mỏng, bẹ lá có khía và lông; cán hoa có lông, hình ngọn giáo; cụm hoa
hình thoi, cánh môi hình tròn, chẻ sâu, màu vàng nhạt, có thùy do bên nhị lép tạo
thành; bầu có lông, quả dạng nang tròn. Cây mọc ở ven đường, thung lũng nơi ẩm,
trên núi đá, dưới tán rừng thưa. Phân bố chủ yếu ở Ấn Độ, Việt Nam, Thái Lan,
Malaysia, Indonesia. Ở nước ta cây xuất hiện ở một số tỉnh như Lạng Sơn, Bắc Kạn,
Hà Tây, Ninh Bình và một số tỉnh phía nam [3].
Cây Gừng Núi Đá ở Lạng Sơn có cây cao khoảng trên 1m, củ nhỏ bằng đốt
ngón tay, có mùi thơm rất đặc trưng, lá có mùi hắc như mùi bọ xít.

5

Hình 2.1. Một số hình ảnh của cây Gừng Núi Đá
a- Hình thái cây; b- Hoa; c- Lá; d- Thân rễ (củ)
2.1.4. Giá trị của một số loài cây thuộc chi Gừng (Zingiber)
2.1.4.1. Giá trị dinh dưỡng
Theo số liệu nghiên cứu của USDA (United States Department of
Agriculture), trong củ gừng tươi có chứa khá nhiều chất dinh dưỡng khác nhau.
Phân tích thành phần trong 100g phần củ ăn được có một số chất chính sau:
a b
c d

6

Bảng 2.1. Thành phần trong 100 g phần củ ăn được của gừng
Thành phần Hàm lượng
Năng lượng 335 kcal
Các chất dinh dưỡng
Carbohydrate 71,62g; nước 9,94g; protein 8,98g; lipit 4,24g;
đường 3,39g.
Chất khoáng
K 1320mg, Mg 214mg, P 168mg, Ca 114mg, Na 27mg, Fe
19,8mg.
Vitamin
Niacin (B3) 9,62mg; C 0,7mg; B
6
0,626mg, Riboflavin (B
2
)
0,17mg, Thiamine (B
1
) 0,046mg; ngoài ra còn một số
vitamin khác như A, K…Trong gừng không chứa
cholesteron.
Nguồn: USDA, 2014 [45].
2.1.4.2. Giá trị kinh tế
Trước đây, gừng chủ yếu được trồng ở hộ gia đình để sử dụng tại chỗ hoặc
trồng ở quy mô nhỏ để tiêu thụ trong nước. Những năm gần đây, gừng đã trở thành
cây có giá trị kinh tế khá cao. Nhiều khi giá gừng thương phẩm đạt từ 15 000-20
000 đ/kg, đem lại thu nhập đáng kể cho nông dân [10].
Cây Gừng Núi Đá ở Lạng Sơn là một loại cây gia vị rất đặc sắc. Cây thường
mọc ở những dãy núi đá thuộc một số huyện của tỉnh như: Bắc Sơn, Bình Gia… Củ
gừng từ lâu đã được người dân Lạng Sơn sử dụng để làm gia vị chế biến và bảo
quản các món ăn đặc sản như lạp sườn, thịt xông khói, thịt ướp muối…Hiện nay

Gừng Núi Đá trong tự nhiên đang bị khai thác nhiều và ngày càng khan hiếm do có
giá trị cao, 1 kg có giá khoảng 1 triệu đồng [10].
2.1.4.3. Giá trị y học
Các cây thuộc chi Zingiber nói chung và các loại gừng nói riêng hầu hết đều
có hoạt tính dược học. Từ lâu nhân dân ta đã sử dụng Gừng vừa như 1 loại gia vị

7

đồng thời là thảo dược. Các bộ phận trên cây Gừng hầu như đều sử dụng được tuy
nhiên phổ biến nhất là thân rễ (thường gọi là củ) ở cả dạng tươi và khô.
Theo nghiên cứu gần đây, trong thân rễ (thường gọi là củ) gừng có chứa một
số thành phần chính như zingiberene, cineol, gingerol, shogaol…có hoạt tính dược
học, zingiberene giúp hỗ trợ tiêu hóa; gingerol và shogaol có tác dụng hạ nhiệt,
chống co thắt dạ dày; cineol có tác dụng diệt nhiều loại vi khuẩn. Ngoài ra, tinh dầu
của củ gừng còn có hoạt tính kháng một số loại vi sinh vật [8].
Gừng Tía (Zingiber purpureum Roscoe) được dùng làm thuốc trị lỵ mạn tính,
trị giun cho trẻ em, dùng cho phụ nữ sau khi sinh, chữa thấp khớp, tiêu viêm, chữa
bong gân, đau cơ, cầm máu cho vết thương [3].
Gừng ta (Zingiber officinale Roscoe) có tác dụng tiêu đờm, giải độc, chữa cảm
mạo, chữa ho, chống nôn, là vị thuốc giúp hỗ trợ tiêu hóa, dùng trong trường hợp
kém ăn, rối loạn tiêu hóa,…Gừng khô sắc uống trị đau bụng, tiêu chảy, nôn mửa;
gừng sao vàng chữa tê thấp, băng huyết; vỏ gừng còn dùng làm thuốc làm tiêu phù
thũng [3].
Gừng Gió còn gọi là Riềng Gió, Riềng Dại (Zingiber zerumbet Smith) được sử
dụng như một vị thuốc giúp kích thích tiêu hóa, tẩy độc, bồi dưỡng, người hay bị
hoa mắt, chóng mặt, phụ nữ sau khi sinh [3].
Cây Gừng Đá đã được xếp vào nhóm giống cây thực phẩm quý hiếm cần được
bảo tồn theo Quyết định 80/2005/QĐ-BNN của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông
thôn [18].
Theo Quyết định số 56/2007/QĐ-BNN năm 2007 “Về việc bổ sung 12 loài cây

trồng vào danh mục loài cây trồng được bảo hộ và phân công đơn vị thực hiện khảo
nghiệm DUS” thì Gừng (Zingiber officinale Roscoe) nằm trong Danh mục những
loài cây trồng được bảo hộ [19].
2.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ Gừng trên thế giới và Việt Nam

2.2.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ gừng trên thế giới
2.2.1.1. Tình hình sản xuất gừng trên thế giới

8

Gừng là một trong những loại gia vị quan trọng và được sử dụng nhiều nhất
trên thế giới. Gừng phổ biến và được trồng nhiều ở những vùng nhiệt đới và cận
nhiệt. Những nước trồng gừng chủ yếu là: Ấn Độ, Nigeria, Trung Quốc, Indonesia,
Philippin, Malaysia, Thái Lan, Brazil…[39].
Tình hình sản xuất gừng trên thế giới được thể hiện trong bảng 2.2.
Bảng 2.2. Diện tích, năng suất, sản lượng của Gừng trên thế giới qua một số
năm (2006-2012)
Chỉ tiêu

Năm

2006

2008 2010 2011 2012
Diện tích
(ha)
415 337 275 784 278 509 317 301 322 157
Năng suất
(tạ/ha)
35,431 57,894 60,760 64,117 65,032

Sản lượng
(tấn)
1 471 577 1 596 625 1 692 235 2 034 429 2 095 056
Nguồn: FAOSTAT, 2014 [27].
Từ bảng số liệu trên có thể nhận thấy, diện tích trồng gừng trên thế giới có xu
hướng giảm nhẹ, tuy nhiên sản lượng lại tăng dần qua các năm, từ 1 471 577 tấn
(năm 2006) lên 2 095 056 tấn (năm 2012).
Gừng được trồng nhiều ở các nước thuộc khu vực Châu Á, đây cũng là khu
vực có diện tích trồng gừng lớn nhất thế giới, năm 2008 tổng diện tích trồng gừng là
213 977 ha, chiếm 77,59% tổng diện tích trồng gừng của cả thế giới, đến năm 2012
diện tích tiếp tục tăng lên 265 649 ha (chiếm 82,46%). Sản lượng gừng thu hoạch
của khu vực này cũng cao nhất thế giới, năm 2008 đạt 1 382 762 tấn trong khi tổng
sản lượng của thế giới là 1 596 625 tấn [27].



9

Bảng 2.3. Diện tích và sản lượng trồng gừng của một số quốc gia giai đoạn
2010-2012
Quốc gia
Năm 2010 Năm 2011 Năm 2012
Diện tích
(ha)
Sản
lượng
(tạ/ha)
Diện tích
(ha)
Sản

lượng
(tạ/ha)
Diện tích
(ha)
Sản
lượng
(tạ/ha)
Ấn Độ 107 540 35,831 149 100 47,082 150 000 46,867
Nigeria 52 330 31,0 48 910 32,713 48 000 32,50
Trung Quốc 36 198 110,466 39 256 116,318 39 800 116,206
Indonesia 24 000 44,890 21 000 45,116 25 000 45,540
Thái Lan 10 248 168,502 9 757 156,431 9 000 166,667
Nguồn: FAOSTAT, 2014 [27].
Là mặt hàng nông sản được ưa chuộng trên thế giới, do đó việc xuất khẩu
gừng đã đem lại nguồn thu không nhỏ cho nhiều quốc gia. Giá trị xuất khẩu gừng
của một số quốc gia được thể hiện cụ thể trong bảng 2.3.
Bảng 2.4. Tổng giá trị xuất khẩu gừng của một số quốc gia giai đoạn 2008-2011
Đơn vị: 1000 USD
Quốc gia Năm 2008 Năm 2009 Năm 2010 Năm 2011
Trung Quốc 212 024 281 637 434 605 409 484
Ấn Độ 11 561 14 279 23 870 55 356
Thái Lan 26 024 24 932 28 661 26 591
Hà Lan 22 180 25 835 37 756 38 610
Nigieria 6 072 4 431 11 275 18 463
Nguồn: FAOSTAT, 2014 [27].
2.2.2.2. Tình hình tiêu thụ gừng trên thế giới

10
Gừng là một trong số những loại gia vị được sử dụng phổ biến và nhiều nhất
trên thế giới. Gừng được dùng như một thứ gia vị trong tẩm ướp đồ ăn, đồng thời

cũng là một loại thảo dược.
Gừng được sử dụng nhiều ở các nước thuộc khu vực Châu Á. Nhật Bản là thị
trường lớn nhất tiêu thụ gừng, với tổng khối lượng đạt 104 379 tấn (năm 2000), 101
208 tấn (năm 2004), 65 459 tấn (2011); những năm gần đây tuy khối lượng nhập
khẩu có xu hướng giảm nhưng vẫn là quốc gia dẫn đầu thế giới về nhập khẩu và
tiêu thụ gừng; tiếp đó là các nước như Hoa Kỳ, Anh, Hà Lan, Pakistan, Ả
Rập…[27].
Bảng 2.5. Khối lượng và giá trị nhập khẩu gừng của một số quốc gia qua các
năm (2004-2011)
Quốc gia

Năm 2004 Năm 2010 Năm 2011
Khối
lượng
(tấn)
Giá trị
(1000USD)
Khối
lượng
(tấn)
Giá trị
(1000USD)
Khối
lượng
(tấn)
Giá trị
(1000USD)
Nhật Bản 101 208 126 013 86 408 108 462 65 459 123 483
Hoa Kỳ 29 002 37 005 42 429 44 900 52 521 68 076
Anh 13 289 18 019 17 423 21 732 20 368 28 556

Hà Lan 12 049 17 962 17 197 22 147 30 189 45 529
Pakistan 43 904 15 282 60 140 25 124 60 112 51 033
Nguồn: FAOSTAT, 2014 [27].


2.2.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ gừng ở Việt Nam

11
Việt Nam nằm trong số các nước sản xuất và xuất khẩu gia vị truyền thống của
thế giới. Việt Nam là một trong số những nước cung cấp các mặt hàng gia vị chính
cho thị trường thế giới, trong đó có gừng.
Bảng 2.6. Tổng khối lượng và giá trị xuất khẩu gừng của Việt Nam qua các
năm (2000-2011)
Chỉ tiêu

Năm

2000 2004 2008 2010 2011
Tổng khối lượng
(tấn)
631 1 498 1 418 985 1 526
Tổng giá trị
(1000 USD)
250 745 2 151 2 129 4 108
Nguồn: FAOSTAT, 2014 [27].
Từ lâu, gừng đã được nhân dân ta sử dụng rộng rãi, làm gia vị không thể thiếu
trong nhiều món ăn, làm mứt kẹo, thức uống ngon và bổ dưỡng (trà gừng, nước hoa
quả). Trước đây, gừng trồng chủ yếu ở quy mô nhỏ, chủ yếu để tiêu thụ ở thị trường
nội địa. Những năm trở lại đây, đã có một số đề tài nghiên cứu, dự án khảo nghiệm
trồng gừng có chất lượng tốt được đưa vào thực tiễn sản xuất nhằm khai thác nguồn

lợi kinh tế từ loại cây này như: Khảo nghiệm giống cây trồng vật nuôi và thủy sản
do Trung tâm Ứng dụng tiến bộ khoa học công nghệ thực hiện tại tỉnh An Giang
năm 2005 về giống Gừng Nồi được trồng nhiều ở Long An, Ứng dụng mô hình
trồng gừng mới cho hiệu quả kinh tế cao ở Vĩnh Phúc, Dự án 3PAD của Bắc Kạn
đưa cây gừng vào trồng cho đồng bào Dao ở thôn Phiêng Tạc, xã Nhạn Môn, huyện
Pác Nặm.
2.2. Khái niệm và cơ sở khoa học của nuôi cấy mô-tế bào thực vật
2.2.1. Khái niệm
Nuôi cấy mô tế bào thực vật là khái niệm chung cho tất cả các quá trình nuôi
cấy từ nguyên liệu thực vật trên môi trường nhân tạo trong điều kiện vô trùng [11].

12
Nhân giống in vitro hay còn gọi là vi nhân giống thường sử dụng cho việc ứng
dụng các kỹ thuật nuôi cấy mô để nhân giống thực vật, sử dụng các bộ phận khác
nhau của thực vật với kích thước nhỏ [11].
Trong thực tế, các nhà vi nhân giống thường dùng thuật ngữ nuôi cấy mô và
nhân giống in vitro hay nuôi cấy in vitro thay thế cho nhau để chỉ các phương thức
nhân giống thực vật trong điều kiện vô trùng với các mục đích khác nhau [11].
2.2.2. Cơ sở khoa học của nuôi cấy mô-tế bào thực vật
2.2.2.1. Tính toàn năng của tế bào
Gottlieb Haberlandt (1902) nhà thực vật học người Đức đã đặt nền móng đầu
tiên cho nuôi cấy mô-tế bào thực vật. Ông đưa ra giả thuyết về tính toàn năng của tế
bào trong cuốn sách “Thực nghiệm về nuôi cấy tế bào tách rời”. Theo ông, mỗi tế
bào bất kỳ của cơ thể sinh vật nào đều mang toàn bộ lượng thông tin di truyền của
cơ thể đó và có khả năng phát triển thành cơ thể hoàn chỉnh khi gặp điều kiện thuận
lợi [17].
2.2.2.2. Sự phân hóa tế bào
Sự sinh trưởng của tế bào gồm hai giai đoạn: Giai đoạn phân chia tế bào và
giai đoạn dãn của tế bào. Trong hai giai đoạn này tế bào chưa có những đặc trưng
riêng về cấu trúc và chức năng [14].

Sau đó, các tế bào bắt đầu phân hóa thành các mô chuyên hóa để đảm nhận các
chức năng khác nhau; các tế bào trong giai đoạn này có các đặc trưng riêng về cấu
trúc và chức năng [14].
Có thể nói rằng sự phân hóa tế bào là sự chuyển tế bào phôi sinh thành các tế
bào mô chuyên hóa [14].
2.2.2.3. Sự phản phân hóa tế bào
Sự phản phân hóa tế bào là quá trình ngược lại với sự phân hóa tế bào. Các tế
bào đã phân hóa trong các mô chức năng không mất đi khả năng phân chia của
mình, trong những điều kiện thích hợp, chúng có thể quay lại đóng vai trò như các
mô phân sinh và có khả năng phân chia để tạo ra các tế bào mới [14].


13
2.3. Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nuôi cấy mô tế bào thực vật
2.3.1. Vật liệu nuôi cấy
Vật liệu nuôi cấy là nguồn nguyên liệu khởi đầu cho nuôi cấy mô tế bào thực
vật. Vật liệu dùng cho nuôi cấy mô-tế bào thực vật có thể là hầu hết các cơ quan hay
bộ phận của cây (chồi ngọn, chồi bên, phiến lá,…), các cấu trúc của phôi (lá mầm,
trụ lá mầm…), các cơ quan dự trữ (củ, thân rễ…) [17].
Tuy mang cùng lượng thông tin di truyền nhưng các cấu trúc mô khác nhau
trên cùng cây có thể phát sinh các hình thái khác nhau trong quá trình nuôi cấy, vì
vậy việc lựa chọn vật liệu nuôi cấy phải căn cứ vào trạng thái sinh lý và tuổi của
mẫu, chất lượng cây lấy mẫu, kích thước và vị trí lấy mẫu, mục đích và khả năng
nuôi cấy [17].
Mẫu nuôi cấy trước khi đưa vào nuôi cấy phải được vô trùng. Phương pháp
phổ biến nhất trong vô trùng mẫu cấy hiện nay là sử dụng hóa chất có khả năng tiêu
diệt vi sinh vật. Hóa chất được lựa chọn để vô trùng mẫu phải đảm bảo 2 điều kiện:
Có khả năng tiêu diệt vi sinh vật tốt và không hoặc ít độc đối với mẫu. Hiệu quả vô
trùng tùy thuộc vào thời gian, nồng độ và khả năng xâm nhập để tiêu diệt vi sinh vật
của hóa chất. Một số hóa chất thường được sử dụng hiện nay để vô trùng mẫu là:

Ca(OCl)
2
-hypoclorit canxi, NaOCl-hypoclorit natri, oxy già, HgCl
2
-thủy ngân
clorua, chất kháng sinh (gentamicin, ampixilin…) [17].
2.3.2. Điều kiện nuôi cấy
- Điều kiện vô trùng: Trong nuôi cấy mô-tế bào thực vật, các thao tác với mẫu
cấy được tiến hành trong buồng cấy vô trùng. Buồng cấy có hệ thống màng lọc giúp
lọc vi sinh vật đồng thời có hệ thống đèn tử ngoại giúp tiêu diệt vi sinh vật trong
không khí và trên bề mặt các dụng cụ thiết bị nuôi cấy. Để khử trùng dụng cụ và
môi trường nuôi cấy có thể sử dụng các phương pháp: Khử trùng khô (bằng nhiệt),
khử trùng ướt (hấp vô trùng), màng lọc [17].
- Ánh sáng và nhiệt độ: Mẫu nuôi cấy thường được đặt trong phòng ổn định về
ánh sáng và nhiệt độ [17].
2.3.3. Môi trường dinh dưỡng

14
Môi trường dinh dưỡng là điều kiện cần thiết cho mẫu nuôi cấy sinh trưởng và
phát sinh hình thái, quyết định đến thành công của quá trình nuôi cấy. Thành phần
và nồng độ các chất trong môi trường dinh dưỡng đa dạng tùy thuộc loại mẫu và
mục đích nuôi cấy nhưng đều gồm các thành phần chính sau:
2.3.3.1. Nguồn Cacbon
Mô và tế bào thực vật trong nuôi cấy in vitro sống chủ yếu theo phương thức
dị dưỡng mặc dù chúng có thể sống bán dị dưỡng trong điều kiện ánh sánh nhân tạo
và lục lạp vẫn có khả năng quang hợp. Vì vậy, việc bổ sung vào môi trường nuôi
cấy nguồn cacbon hữu cơ là điều kiện bắt buộc. Nguồn cacbon thông dụng nhất
hiện nay là saccharose, ngoài ra có thể sử dụng glucose, maltose [11].
2.3.3.2. Các nguyên tố khoáng đa lượng, vi lượng
- Nguyên tố đa lượng: Quan trọng nhất là các nguyên tố N, P, K, Mg, Ca, Na,

S [11].
Bảng 2.7. Các nguyên tố đa lượng và dạng sử dụng chính
Nguyên tố Dạng sử dụng
Nitơ
Thường được sử dụng ở dạng NO
3
-
hoặc NH
4
+
, hầu hết các loại
thực vật sẽ sử dụng nguồn nitơ này để đồng hóa và tổng hợp nên các
sản phẩm hữu cơ.
Phospho
Nhu cầu phospho của mô và tế bào nuôi cấy là rất cao, P có tác dụng
như hệ thống đệm giúp ổn định pH môi trường
Kali Thường dùng ở dạng KNO
3
, KH
2
PO
4
, KCl.6H
2
O
Canxi Sử dụng chủ yếu là CaNO
3
.4H
2
O, CaCl

2
.6H
2
O, CaCl
2
.2H
2
O
Magie Sử dụng chủ yếu là MgSO
4

Lưu huỳnh Chủ yếu là SO
4
-

- Nguyên tố vi lượng: Chủ yếu là Fe, B, Mn, Cu, Zn, I, Ni… các nguyên tố vi
lượng tuy bổ sung với lượng nhỏ vào môi trường nhưng có vai trò quan trọng đối
với quá trình trao đổi chất, tổng hợp protein, hoạt động phân bào của mô, tế bào
nuôi cấy.